[实用新型]一种煤矿井下气压与瓦斯浓度预警装置

说明书

本发明提供一种煤矿井下气压与瓦斯浓度预警装置，包括前端采集部分、对采集信息进行识别、处理并对后端输出部分发出指令的GPU控制器、后端输出部分以及供电装置；所述前端采集部分包括安装在云台上的瓦斯监测模块、气压监测模块、图像采集模块、音频采集模块；所述后端输出部分包括存储模块、预警模块、监控模块。本实用新型基于实时预测的监测预警，将气压、气体、图像及监控预警进行融合，通过对预测结果的有效分析，从而实现井下异常情况的实时、精准分析并研判，有利于预防和控制瓦斯、气压、设备等情况导致的事故。

技术领域

本实用新型涉及煤矿安全检测技术领域，更具体地说，涉及一种煤矿井下气压与瓦斯浓度预警装置。

背景技术

矿井预警技术是对井下采掘工作面的瓦斯、CO₂、气压、风量等进行实时监控监测的一项重要技术手段。近年来，我国东部矿区长期开发使得煤炭战略向西部转移，随之不断涌现地质条件更加复杂的煤层，其中西部矿区恶劣的地理气候环境极大地制约着煤矿的安全开采，其海拔原因导致井下压力与瓦斯具有极大的关联性，因而井下气压与瓦斯浓度预警对于矿井安全生产具有不可忽视的意义。

目前煤矿现场的实际监测数据存在时间间隔不均匀，甚至有明显间断、缺失现象，目前大部分的气体浓度预测研究缺乏对监测数据本身复杂性的分析，只选取数据时间跨度较短、时间间隔均匀的监测数据对其预测方法进行计算验证，缺乏对如何适应数据时间长度的界定并应对大量不规整数据引起计算性能和预测精度下降的综合考虑，难以提交煤矿现场长期应用。因此，针对实际监测数据的特点，研究有效的监测数据的预处理方法是实现准确、可靠瓦斯浓度预测的前提和关键。煤矿日常的监测监控积累了大量瓦斯监测数据，目前的瓦斯浓度预测研究大多停留在应用短期数据对预测方法的精度分析，缺乏现场大量数据的长期检验。目前的瓦斯预警方法侧重于实时的超限判断和指标型预警，属于事后评估和预警，缺乏对预测前后瓦斯浓度数据的有效分析。

常用预警方法主要有三类：指数预警、统计预警和模型预警。其中模型预警在瓦斯预警研究应用比较多，例如：ARCH模型、ARMA模型和Logistic回归分析法等都是模型预警方法。现有技术主要围绕单一因素进行，未考虑将煤矿井下气压与瓦斯进行结合监测预警研究。并且，传统式瓦斯浓度预警装备未考虑在原有设备基础上添加井下音频采集或图像采集模块，不能实时获取矿井多方面变化状态。因此，本实用新型提供了一种集图像、声、气、压多元信息采集前端并搭载GPU智能处理器实现监测预警的装置。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种煤矿井下气压与瓦斯浓度预警装置，以实现集图像、声、气、压多元信息的采集、监测、危险判别、预警。

为了实现上述目的，本发明提供一种煤矿井下气压与瓦斯浓度预警装置，包括前端采集部分、对采集信息进行识别、处理并对后端输出部分发出指令的GPU控制器、后端输出部分以及供电装置；所述前端采集部分包括安装在云台上的瓦斯监测模块、气压监测模块、图像采集模块、音频采集模块；所述后端输出部分包括存储模块、预警模块、监控模块。

优选的，所述瓦斯监测模块包括进行瓦斯信息采集CH₄传感器。

优选的，所述气压监测模块包括对井下实时气压采集的气压传感器、风速变送器、气箱及其外部设置的气压显示组件。

优选的，所诉图像采集模块包括红设有红外热成像仪的热成像与可见光摄像头以及红外补光灯。

优选的，所述音频采集模块包括拾音器。

优选的，所述GPU控制器包括对采集信息进行识别、处理，并对所述后端输出部分发出指令，上传至所述预警模块和所述监控模块的GPU智能芯片。

优选的，所述预警模块包括在不同场景下发出不同的提示语音的扬声器。

优选的，所述存储模块包括SD存储卡。

优选的，所述供电装置包括外接电源和备用电池。